中小型企业软件质量保证实施研究
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密 惠 保
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资料介绍：
引言
1.1 研究背景
自20 世纪70 年代出现软件危机以来, 学术界和企业界对软件工程环境、工具和技术的研究都倾注了大量的人力、财力和物力, 多年来也取得了许多成果。但一个不争的事实是, 仅有这些并没有达到我们所期望的效果。 人们开始意识到, 没有良好有序的管理, 任何新技术都是无法得以真正实施的。 以我国为例, 近年来我国引进和自行开发的各种软件工具、开发环境种类繁多, 数量浩大, 所花费用达到几十亿要素, 但我国软件业的发展却并不尽如人意。原因何在? 就是我国的软件行业缺乏规范的管理, 软件生产的过程没有明确的定义, 过程实施缺乏管理, 产品质量得不到有效的控制。事实上,尽管软件的开发和维护过程随着其硬件环境和应用领域的不同而有所不同, 但涉及软件生产的质量系统的指导性标准却是有相同的科学规律, 并且是必须的。
国际上从20 世纪70 年代初就开始研究软件的质量控制问题, 随着软件质量领域知识的增长,一些流行和重要的国际标准纷纷出台。TQM(全面质量管理)、 ISO 9000[ 1 ]和CMM (capability maturity model) [ 2 ]、PMCC（项目管理控制）就是其中最具代表性的成果。同时, 美国、欧洲、加拿大以及其他许多地区都建立了专门的协会、研究中心或实验室, 为世界和本地区的软件企业改善和提高其软件过程能力提供技术支持。 think58 [资料来源：http://think58.com]
近年来, 我国政府非常重视软件产业的发展, 出台了一批有利于软件产业发展的产业政策; 建立了保护软件知识产权的法律体系; 并投资建立了一批软件基地和软件园; 形成了若干产值过亿要素的软件企业; 培养造就了一支高素质的软件研究开发人才队伍; 形成了一批在市场占有一定份额的软件产品。 我国软件产值从1995 年开始, 就有了长足的进展。这些中小企业普遍存在严重的质量管理问题。由于规模小、底子薄, 质量管理处于无序的状态,大多数企业无力承受高昂的质量改进费用和人力资源投入。国外的许多基于过程改进的质量保证技术和管理模式, 并不适合于他们。他们希望寻求一种简单易行, 且一朝投入就可以持之以恒的方式来进行企业的过程改进和质量保证工作。
我国的软件产业以中小企业为主, 50 人以下的企业占55%左右。这些企业有一些共同的特点:
(1)公司规模不大,但是人员的流动性却很强。一般公司规模在在30～160人之间，但是每年的流动人口可能达到25%甚至更多。企业的组织结构不像大企业那样健全,经常是一人多职,既作开发人员,又作测试人员,甚至还作设计人员。
(2)资金不足,难以进行企业级的大规模的过程改进以及相关的培训活动。
(3)软件过程不明显,甚至没有明确定义的软件过程.一个项目甚至整个企业是以少数技术骨干为支撑,凭借他们的聪明才智来保证项目的顺利进行和企业的生存发展。开发人员一般对技术比较重视,而对软件过程则表现出不关心。
(4)企业从事的软件生产呈现明显的领域特征.中小软件企业经常是给特定用户开发为其专门使用的软件产品或承接大的软件企业的子项目,而且这些软件产品和项目常集中于某一领域,因此在该领域企业往往积累了较丰富的开发经验和技术。
(5)人员间的沟通方便,沟通的方式大多是非正式的,对问题的反映速度快。
(6)难以建立一个合适质量目标，软件过程改善目标取决于企业的商业目标和当前的技术水平及技术能力，但是定位太高的质量目标常常和企业当前业务需求冲突。
以上这些特点将直接影响中小软件企业采取什么样的框架来实施软件度量,从而为过程改进提供指导。
1.2 国外软件质量保证已有成果
对任何制造业企业来说，质量保证活动都是必不可少的。第一个正式的质量保证和控制职能部门于1916年在贝尔实验室出现，此后迅速风靡整个制造业。1930年，Walter Steward 率先提出了一整套基于统计学原理的质量控制方法，这些方法后来经过W. Edwards Deming和Joseph Juran的发展和实践得到了广泛的应用。Philip Crosby在《质量是免费的》一书中率先提出将质量管理形成成熟度框架的概念，描述了进行质量管理实践的5个阶段，表达了质量管理的全部运作。1961年费根堡姆提出全面质量管理理论（TQM），将质量控制扩展到产品寿命循环的全过程，强调全体员工都参与质量控制。70年代，田口玄一博士提出“田口质量理论”，他认为，产品质量首先是设计出来的，其次才是制造出来的。因此，质量控制的重点应放在设计阶段，从而将质量控制从制造阶段进一步提前到设计阶段。在1979年，英国标准学会（BSI）向ISO提交了一份建议，要求ISO制定有关质量保证技术和实践的国际标准。1987年初出版，ISO9000系列标准成为ISO标准中销路最好的一个。1994年7月出版了ISO9000系列标准修订版本.2000年12月再次修订。 copyright think58 [资料来源：THINK58.com]
软件的质量标准首先出现在20世纪70年代军方的软件开发合同中，此后得到了广泛的应用。在软件越来越普及的今天，软件质量保证更成为软件开发企业和最终用户所关心的问题。80年代中期，美国联邦政府提出对软件承包商的软件开发能力进行评估的要求。因此，美国卡内基-梅隆大学软件工程研究所 (CMU/SEI) 于1987年研究发布了软件过程成熟度框架，并提供了软件过程评估和软件能力评价两种评估方法和软件成熟度提问单。4年之后，SEI将软件过程成熟度框架进化为软件能力成熟度模型（Capability Maturity Model For Software，简称SW-CMM），并发布了最早的SW-CMM 1.0版。经过两年的试用，1993年SEI正式发布了SW-CMM1.1版，这是目前使用最为广泛的版本。2001年12月SEI正式发布了能力成熟度集成模型（CMMI）1.1版本供企业进行整个组织的能够成熟度评估和改进指南。
实践证明，软件质量保证活动在提高软件质量方面卓有成效，IBM360/370系统软件的开发经验证明了这一点，IBM的有关报告指出，在8年的时间里，软件质量提高了3-5倍，而软件质量保证（SQA）是其质量体系中的一个主要组成部分。
过程层
这部分主要是指软件生命周期各阶段中一系列活动的执行过程。在初始阶段,由于企业中没有明确的过程,因此基准过程不存在。这时只是当前项目的执行过程改进前后的比较。在此阶段对过程层的度量以产品度量和项目度量为重点,即着重度量项目开发过程中各项活动产品的质量和项目的进展情况。随着发展,待企业有了明确的过程后则需将企业标准软件过程的定义,包括软件过程中各项活动、子活动以及支撑活动的详细内容、先后顺序、输入/输出产品、参与人员等存储在标准过程定义库中。这时,则需通过度量层的度量活动将当前过程与基准过程进行比较并结合企业目标来发现需改进的地方. think58.com
2.2.2 度量层
这部分包括产品度量、项目度量和过程度量。软件开发过程可看作一系列的输入( Input ) 、处理( Process)和输出(Output)过程。处理过程对输入进行加工和转换然后产生输出。上一处理过程的输出是当前处理过程的输入,当前处理过程的输出又作为下一处理过程的输入。所有处理过程连接起来构成了软件生命周期中的各阶段活动,如需求分析、概要设计、详细设计、编码和测试等;所有输入和输出组成了软件生命周期中的所有产品(包括中间产品和最终交给用户的软件产品) ,如系统规格说明书、需求分析报告、数据流图、源代码、测试计划和测试报告等。这些输入/输出(产品)和处理(过程)都具有一些属性,它们之间的关系可用实体- 关系图( E-R图)来表示,如图2.3所示，一个输入(产品)可能与多个处理(过程)相联系;一个处理(过程)可能产生多个输出(产品)。产品的属性可能有规模、缺陷数和复杂度等;过程的属性可能有工作量、成本、参与人数等。产品度量和过程度量就是要量化这些属性。
1.1 研究背景
自20 世纪70 年代出现软件危机以来, 学术界和企业界对软件工程环境、工具和技术的研究都倾注了大量的人力、财力和物力, 多年来也取得了许多成果。但一个不争的事实是, 仅有这些并没有达到我们所期望的效果。 人们开始意识到, 没有良好有序的管理, 任何新技术都是无法得以真正实施的。 以我国为例, 近年来我国引进和自行开发的各种软件工具、开发环境种类繁多, 数量浩大, 所花费用达到几十亿要素, 但我国软件业的发展却并不尽如人意。原因何在? 就是我国的软件行业缺乏规范的管理, 软件生产的过程没有明确的定义, 过程实施缺乏管理, 产品质量得不到有效的控制。事实上,尽管软件的开发和维护过程随着其硬件环境和应用领域的不同而有所不同, 但涉及软件生产的质量系统的指导性标准却是有相同的科学规律, 并且是必须的。
国际上从20 世纪70 年代初就开始研究软件的质量控制问题, 随着软件质量领域知识的增长,一些流行和重要的国际标准纷纷出台。TQM(全面质量管理)、 ISO 9000[ 1 ]和CMM (capability maturity model) [ 2 ]、PMCC（项目管理控制）就是其中最具代表性的成果。同时, 美国、欧洲、加拿大以及其他许多地区都建立了专门的协会、研究中心或实验室, 为世界和本地区的软件企业改善和提高其软件过程能力提供技术支持。 think58 [资料来源：http://think58.com]
近年来, 我国政府非常重视软件产业的发展, 出台了一批有利于软件产业发展的产业政策; 建立了保护软件知识产权的法律体系; 并投资建立了一批软件基地和软件园; 形成了若干产值过亿要素的软件企业; 培养造就了一支高素质的软件研究开发人才队伍; 形成了一批在市场占有一定份额的软件产品。 我国软件产值从1995 年开始, 就有了长足的进展。这些中小企业普遍存在严重的质量管理问题。由于规模小、底子薄, 质量管理处于无序的状态,大多数企业无力承受高昂的质量改进费用和人力资源投入。国外的许多基于过程改进的质量保证技术和管理模式, 并不适合于他们。他们希望寻求一种简单易行, 且一朝投入就可以持之以恒的方式来进行企业的过程改进和质量保证工作。
我国的软件产业以中小企业为主, 50 人以下的企业占55%左右。这些企业有一些共同的特点:
(1)公司规模不大,但是人员的流动性却很强。一般公司规模在在30～160人之间，但是每年的流动人口可能达到25%甚至更多。企业的组织结构不像大企业那样健全,经常是一人多职,既作开发人员,又作测试人员,甚至还作设计人员。
(2)资金不足,难以进行企业级的大规模的过程改进以及相关的培训活动。
(3)软件过程不明显,甚至没有明确定义的软件过程.一个项目甚至整个企业是以少数技术骨干为支撑,凭借他们的聪明才智来保证项目的顺利进行和企业的生存发展。开发人员一般对技术比较重视,而对软件过程则表现出不关心。
内容来自think58
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(4)企业从事的软件生产呈现明显的领域特征.中小软件企业经常是给特定用户开发为其专门使用的软件产品或承接大的软件企业的子项目,而且这些软件产品和项目常集中于某一领域,因此在该领域企业往往积累了较丰富的开发经验和技术。
(5)人员间的沟通方便,沟通的方式大多是非正式的,对问题的反映速度快。
(6)难以建立一个合适质量目标，软件过程改善目标取决于企业的商业目标和当前的技术水平及技术能力，但是定位太高的质量目标常常和企业当前业务需求冲突。
以上这些特点将直接影响中小软件企业采取什么样的框架来实施软件度量,从而为过程改进提供指导。
1.2 国外软件质量保证已有成果
对任何制造业企业来说，质量保证活动都是必不可少的。第一个正式的质量保证和控制职能部门于1916年在贝尔实验室出现，此后迅速风靡整个制造业。1930年，Walter Steward 率先提出了一整套基于统计学原理的质量控制方法，这些方法后来经过W. Edwards Deming和Joseph Juran的发展和实践得到了广泛的应用。Philip Crosby在《质量是免费的》一书中率先提出将质量管理形成成熟度框架的概念，描述了进行质量管理实践的5个阶段，表达了质量管理的全部运作。1961年费根堡姆提出全面质量管理理论（TQM），将质量控制扩展到产品寿命循环的全过程，强调全体员工都参与质量控制。70年代，田口玄一博士提出“田口质量理论”，他认为，产品质量首先是设计出来的，其次才是制造出来的。因此，质量控制的重点应放在设计阶段，从而将质量控制从制造阶段进一步提前到设计阶段。在1979年，英国标准学会（BSI）向ISO提交了一份建议，要求ISO制定有关质量保证技术和实践的国际标准。1987年初出版，ISO9000系列标准成为ISO标准中销路最好的一个。1994年7月出版了ISO9000系列标准修订版本.2000年12月再次修订。 copyright think58 [资料来源：THINK58.com]
软件的质量标准首先出现在20世纪70年代军方的软件开发合同中，此后得到了广泛的应用。在软件越来越普及的今天，软件质量保证更成为软件开发企业和最终用户所关心的问题。80年代中期，美国联邦政府提出对软件承包商的软件开发能力进行评估的要求。因此，美国卡内基-梅隆大学软件工程研究所 (CMU/SEI) 于1987年研究发布了软件过程成熟度框架，并提供了软件过程评估和软件能力评价两种评估方法和软件成熟度提问单。4年之后，SEI将软件过程成熟度框架进化为软件能力成熟度模型（Capability Maturity Model For Software，简称SW-CMM），并发布了最早的SW-CMM 1.0版。经过两年的试用，1993年SEI正式发布了SW-CMM1.1版，这是目前使用最为广泛的版本。2001年12月SEI正式发布了能力成熟度集成模型（CMMI）1.1版本供企业进行整个组织的能够成熟度评估和改进指南。
实践证明，软件质量保证活动在提高软件质量方面卓有成效，IBM360/370系统软件的开发经验证明了这一点，IBM的有关报告指出，在8年的时间里，软件质量提高了3-5倍，而软件质量保证（SQA）是其质量体系中的一个主要组成部分。
过程层
这部分主要是指软件生命周期各阶段中一系列活动的执行过程。在初始阶段,由于企业中没有明确的过程,因此基准过程不存在。这时只是当前项目的执行过程改进前后的比较。在此阶段对过程层的度量以产品度量和项目度量为重点,即着重度量项目开发过程中各项活动产品的质量和项目的进展情况。随着发展,待企业有了明确的过程后则需将企业标准软件过程的定义,包括软件过程中各项活动、子活动以及支撑活动的详细内容、先后顺序、输入/输出产品、参与人员等存储在标准过程定义库中。这时,则需通过度量层的度量活动将当前过程与基准过程进行比较并结合企业目标来发现需改进的地方. think58.com
[版权所有：http://think58.com]
2.2.2 度量层
这部分包括产品度量、项目度量和过程度量。软件开发过程可看作一系列的输入( Input ) 、处理( Process)和输出(Output)过程。处理过程对输入进行加工和转换然后产生输出。上一处理过程的输出是当前处理过程的输入,当前处理过程的输出又作为下一处理过程的输入。所有处理过程连接起来构成了软件生命周期中的各阶段活动,如需求分析、概要设计、详细设计、编码和测试等;所有输入和输出组成了软件生命周期中的所有产品(包括中间产品和最终交给用户的软件产品) ,如系统规格说明书、需求分析报告、数据流图、源代码、测试计划和测试报告等。这些输入/输出(产品)和处理(过程)都具有一些属性,它们之间的关系可用实体- 关系图( E-R图)来表示,如图2.3所示，一个输入(产品)可能与多个处理(过程)相联系;一个处理(过程)可能产生多个输出(产品)。产品的属性可能有规模、缺陷数和复杂度等;过程的属性可能有工作量、成本、参与人数等。产品度量和过程度量就是要量化这些属性。